分布式控制系统精确时钟同步技术.pdf

《分布式控制系统精确时钟同步技术.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、分布式控制系统精确时钟同步技术杨传顺，等分布式控制系统精确时钟同步技术PreciseClockSynchronizationforDistributedControlSystem饧传JI孬袁建李圈华(江苏自动化研究所。江苏连云港222006)摘要：为了克服传统的分布式测量和控制系统存在的诸多缺点，提出了传输和同步系统时钟的新方案。该方案采用IEEE1588精确时钟同步协议以及在控制系统中广泛应用的以太网来实现。实现过程中，由硬件辅助生成时间戳，保证了系统对主从时钟的偏移时问和报文传输的延迟时间的测量、计算和精确控制。测试结果表明，从时钟的同

2、步精度能够满足系统的应用需求，减少了测控系统中的专用时钟线缆的连接数，对类似的时钟同步需求具有很好的推广应用价值。关键词：分布式控制系统IEEE1588精确时钟同步延迟测量时间戳中图分类号：TP273文献标志码：AAbstract：ToovercomeV／mOUSdemeritsintraditionaldistributedmeasurementandcontrolsystems，byadoptingIEEE1588preciseclocksynchronizationprotocol；theschemeoftransmittingand

3、synchronizingthesystemclockviaEthemetinmeasurementandcontrolsystemsisprepo越Duringimplementation。thetimestampisgeneratedinaidofhardware，toguaranteethesystempreciselymeosuro，calculate，andcontrolthetimeo凰etbetween眦s栅andslaveclocks．aswellasthetimedelayofmessagetransmission．The

4、testresultshowsthatthesynchronousaccuracyoftheslaveclockcan枷s旬曲applicafionrequirementofsystem，andthequantityofthelink彬ofdedicatedwhysorcablesofclockinmeasurementandcontrolsystemisreduced．Thistechnologypossesse8goodpopularizationandapplicafionvalueforsimilarclocksynchroniza

5、tionrequirement．Keywords：Distributedcontrolsystem(DCS)IEEE1588PreciseclocksynchronizationDelaymeasurementTimestamp0引言随着分布式控制系统应用范围的广泛增长和应用规模的不断扩大，通过系统网络特别是控制系统中广泛应用的以太网传递和同步系统内各分散节点的时钟变得越来越重要。系统对时钟的应用主要有两种：基于绝对时间的应用和基于频率的应用。绝对时间用于记录系统内事项发生的次序；频率用于控制器、执行器以及传感器的同步采样、反馈和执行。基于

6、此。工业界一直在致力于解决以太网定时同步能力不足的问题。1992年推出的基于软件控制方式的网络时间协议(networktimeprotocol，NTP)，同步精度可以达到200斗s，但是不能满足测量仪器和工业控制所需的精度。为了提高分布网络中定时同步的精度，美国t业界成立了网络精确时钟同步委员会，于2002年底推出了IEEE1588标准⋯。该标准的精确时钟同步协议在时钟同步方面取得了重大进展，2008年修改稿收到日期：2011—07—11。第一作者杨传顺(19／8一)，男，2007年毕业于电子六所计算机应甩专业，荻工蕾士学位，工程师；主要从

7、事计算机控制和系统工程方面的研完工作。推出了该标准的2．0版，国际电工协会也把此标准纳入到了IEC标准中，对应的标准是IEC61588⋯。1IEEE1588标准IEEE1588标准的全称是网络测量和控制系统的精确时钟同步协议(precisiontimeprotocol，lYl'p)。PTP和NTP技术一样，具有配置容易、收敛快速以及对网络带宽和资源消耗少等优点。它的主要原理是通过一个同步信号周期性地对网络中所有节点的时钟进行校正，可以使基于以太网的分布式系统时钟达到高精度同步。在IEEE1588标准中，系统内的时钟分为普通时钟和边界时钟两种

8、。只有1个PTP通信端口的时钟是普通时钟；有2个及以上P'rP通信端口的时钟是边界时钟。每个PTP端口的状态有9种，主要的3种状态是：主状态(PTP—MASTER)、从状态(PT